エンジンバルブの軸径測定方法及びその装置
【課題】エンジンバルブの軸径を、効率よく測定する。
【解決手段】軸径測定装置２０は、起立姿勢で移送されたエンジンバルブ１０を堰止してその進行を停止するストッパ７４を有する。ストッパ７４によって停止したエンジンバルブ１０は、押圧シリンダ３４の作用下に前進動作した位置決め板８６に押圧される。これにより、その軸部１２が第１固定測定子２６、第２固定測定子２８に当接する。さらに、第１固定測定子２６、第２固定測定子２８の各々に対して第１可動測定子３０、第２可動測定子３２が接近し、その結果、軸部１２が、第１固定測定子２６と第１可動測定子３０、第２固定測定子２８と第２可動測定子３２に挟まれる。第１固定測定子２６と第１可動測定子３０の距離、第２固定測定子２８と第２可動測定子３２の距離が求められることによって、軸径が測定される。この測定の間、第１ヒータ及び第２ヒータが付勢される。
【解決手段】軸径測定装置２０は、起立姿勢で移送されたエンジンバルブ１０を堰止してその進行を停止するストッパ７４を有する。ストッパ７４によって停止したエンジンバルブ１０は、押圧シリンダ３４の作用下に前進動作した位置決め板８６に押圧される。これにより、その軸部１２が第１固定測定子２６、第２固定測定子２８に当接する。さらに、第１固定測定子２６、第２固定測定子２８の各々に対して第１可動測定子３０、第２可動測定子３２が接近し、その結果、軸部１２が、第１固定測定子２６と第１可動測定子３０、第２固定測定子２８と第２可動測定子３２に挟まれる。第１固定測定子２６と第１可動測定子３０の距離、第２固定測定子２８と第２可動測定子３２の距離が求められることによって、軸径が測定される。この測定の間、第１ヒータ及び第２ヒータが付勢される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンバルブの軸部の径（軸径）を測定する際に実施される軸径測定方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、エンジンバルブは軸部と傘部を有し、エンジンが運転されたときには、この中の軸部が往復動作するとともに、バルブシートに対して傘部が着座・離間を繰り返す。ここで、軸部は、バルブガイドに挿入された状態で前記の往復動作を行うので、該軸部には高い寸法精度が要求される。軸部の寸法精度が低い場合、バルブガイド又は軸部にかじり等が発生する一因となるからである。
【０００３】
以上のような観点から、特許文献１において、エンジンバルブの軸部の真直度及び真円度を求める装置が提案されている。この装置では、２個のＶブロックで支持された横臥状態のエンジンバルブに対し、２個のダイヤルゲージの各測定子が接触される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２６９３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジンバルブは、機械加工ステーションにて種々の機械加工が施された後、シュータを介して測定ステーションに移送される。この移送の際には、傘部を上方とし、且つ軸部の長手方向が鉛直方向に沿って延在する姿勢（起立状態）が保たれる。すなわち、前記シュータは１組の案内手段を有し、エンジンバルブは、該１組の案内手段に傘部が挟持されることで支持された状態となる。
【０００６】
これに対し、特許文献１記載の従来技術では、上記したようにエンジンバルブが横臥される。すなわち、移送の際とは姿勢が異なる。このことは、移送されたエンジンバルブを横臥する作業が必要となることを意味する。
【０００７】
以上から諒解されるように、特許文献１記載の従来技術には、移送されたエンジンバルブの軸径を自動的に測定する、いわゆるインライン測定を実施することが容易ではないという不具合が顕在化している。
【０００８】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、起立状態で移送されたエンジンバルブの軸径を自動的に測定することが容易であり、このため、インライン測定が可能であるエンジンバルブの軸径測定方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、傘部と軸部を有するエンジンバルブにおける前記軸部の径を、固定測定子、可動測定子、停止手段及び押圧手段を具備する軸径測定装置で測定するエンジンバルブの軸径測定方法であって、
前記停止手段を前進動作させ、前記傘部を支持する案内手段を介して起立状態で案内されて前記固定測定子が配設された位置に到達した前記エンジンバルブを前記停止手段に接触させることで停止する工程と、
前記押圧手段を前進動作させ、前記エンジンバルブの前記軸部を、該押圧手段、前記固定測定子、及び前記停止手段で挟持することで位置決め固定する工程と、
前記可動測定子を前進動作させ、位置決め固定された前記軸部を前記固定測定子と前記可動測定子とに接触させることで軸径を求める工程と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
すなわち、本発明においては、起立姿勢で搬送されたエンジンバルブの軸径を、当該起立姿勢を保ったままで測定するようにしている。このため、エンジンバルブの軸径を、インライン測定によって容易に求めることができる。
【００１１】
また、上記した従来技術のようにエンジンバルブの姿勢を変更するという煩雑な作業を行う必要がないので、軸径測定に要する時間が著しく短縮される。すなわち、軸径を効率よく求めることができる。
【００１２】
ここで、軸径測定装置は、若干ではあるが、気温の上昇・下降に対応して熱膨張・収縮を起こす。このため、同一寸法のエンジンバルブの軸径を測定する場合であっても、例えば、夏季の昼間と冬季の夜間では軸径が異なることになり、軸径を高精度に測定すること、すなわち、軸径が許容範囲内であるか否かを判定することが容易ではなくなる。
【００１３】
この不都合を回避するべく、周囲温度と、この周囲温度に基づく熱膨張量とを求め、この熱膨張量に基づいて、軸径の測定値を補正することが想起されるが、軸径測定装置を加熱し、温度を略一定に維持した状態で軸径を測定することが好適である。この場合、季節や時間帯に関わらず軸径測定装置の熱膨張量が略一定となるので、エンジンバルブの軸径の測定結果も略一定となる。このため、軸径が許容範囲内であるか否かを判定することが一層容易となるからである。
【００１４】
なお、固定測定子及び可動測定子の各々を２個用いるようにしてもよい。この場合、エンジンバルブの軸部中の２箇所の軸径を求めることが可能となる。従って、軸径の評価が一層正確となる。
【００１５】
軸部に対して固定測定子と可動測定子を接触させる際に、エンジンバルブを案内手段に支持した状態のままであると、場合によっては、案内部材からエンジンバルブに作用する反力が生じ、この反力によって、エンジンバルブが鉛直上方に指向して若干変位することもある。しかも、その変位量が一定であるとは限らない。従って、エンジンバルブの軸径を測定した後に別のエンジンバルブの軸径を測定するようなときに、軸部の測定位置を一定とすることが容易でなくなる。
【００１６】
そこで、軸部に対して固定測定子と可動測定子を接触させる際、エンジンバルブを案内手段から解放することが好ましい。これにより、上記したような事態が発生する懸念が払拭される。
【００１７】
また、本発明は、傘部と軸部を有するエンジンバルブにおける前記軸部の径を測定するためのエンジンバルブの軸径測定装置であって、
前進動作した際に、前記傘部を支持する案内手段を介して起立状態で案内された前記エンジンバルブに接触して該エンジンバルブを停止させる停止手段と、
停止された前記エンジンバルブに接触する位置に設けられた固定測定子と、
前進動作した際に、前記固定測定子及び前記停止手段とともに前記エンジンバルブの前記軸部に接触して前記エンジンバルブを位置決め固定する押圧手段と、
前進動作した際に、位置決め固定された前記軸部に接触する可動測定子と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
このような構成とすることにより、起立姿勢で搬送されたエンジンバルブの軸径を、当該起立姿勢を保ったままで測定することが可能となる。従って、エンジンバルブの軸径を、インライン測定によって容易に求めることができるようになる。また、この装置によれば、エンジンバルブの姿勢を変更する機構が不要であるので、構成が簡素となるとともに、軸径を迅速に測定することが可能である。
【００１９】
装置には、加熱手段を設けることが好ましい。これにより該装置の熱膨張量を略一定とすることができるので、軸径を一層正確に評価することができる。
【００２０】
また、固定測定子及び可動測定子をそれぞれ２個ずつ設け、軸部の２箇所に対して軸径を測定し得るようにすることにより、軸径を一層正確に評価することができるようになる。
【００２１】
さらに、エンジンバルブに対する案内手段の拘束力を、軸部が固定測定子と可動測定子とに接触した際にエンジンバルブが解放される大きさに設定することが好ましい。これにより、軸部に対して固定測定子と可動測定子が接触する際に、エンジンバルブを案内手段から解放することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、起立姿勢で搬送されたエンジンバルブの軸径を、当該起立姿勢を保ったままで測定するようにしているので、インライン測定によって軸径を容易に求めることができる。すなわち、エンジンバルブの軸径を自動的且つ連続的に測定することが可能であるので、エンジンバルブの軸径を迅速に測定することができる。
【００２３】
また、エンジンバルブの姿勢を変更する必要がないので、軸径測定装置の構成が簡素となる。その上、軸径測定に要する時間が著しく短縮されるので、軸径を効率よく求めることができる。
【００２４】
以上のことから、工業的規模の軸径測定に適切である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】起立状態にあるエンジンバルブの全体概略斜視図である。
【図２】起立状態のエンジンバルブを案内手段によって移送している状態を示す要部側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る軸径測定装置の要部概略斜視図である。
【図４】図３の軸径測定装置の要部正面図である。
【図５】図４からストッパが前進動作した状態を示す要部正面図である。
【図６】エンジンバルブが移送され、ストッパによって停止された状態を示す要部正面図である。
【図７】押圧シリンダの位置決め板によってエンジンバルブが押圧された状態を示す要部斜視図である。
【図８】図７から第２可動測定子が前進動作した状態を示す要部正面図である。
【図９】図８から第１可動測定子が前進動作した状態を示す要部正面図である。
【図１０】軸径測定が終了した後に第１可動測定子及び第２可動測定子が後退動作した状態を示す要部正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係るエンジンバルブの軸径測定方法につき、これを実施する軸径測定装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
先ず、エンジンバルブにつき、図１を参照して説明する。
【００２８】
図１に示されるように、エンジンバルブ１０は、略円柱体形状の軸部１２と、該軸部１２の一端部に設けられ且つ大径の傘部１４とを有する。この中の傘部１４が、図示しない自動車用エンジンを構成するシリンダヘッドの吸気口ないし排気口に設けられたバルブシートに着座・離間する。
【００２９】
傘部１４は、軸部１２に向かうにつれて略テーパー状に縮径し、最終的に、軸部１２と略同径となる。このため、傘部１４には、曲率半径が比較的大きな湾曲部１６が形成される。
【００３０】
このように構成されるエンジンバルブ１０は、例えば、ＳＵＨ１１Ｍからなるワークに対して所定の成形加工、焼入れ・焼戻し等の熱処理、矯正加工、焼鈍処理等を施し、さらに、種々の研磨加工を行うことによって製造される。その後、図２に示す案内部材１００、１０２（図３参照）を具備するシュータの作用下に、起立状態、すなわち、軸部１２が略鉛直方向に沿って延在し、且つ傘部１４が軸部１２の上方に位置する姿勢を保ちながら、カバー１０４（図２参照）内に設けられた軸径測定ステーションＳＴ１に移送される。この軸径測定ステーションＳＴ１において、該エンジンバルブ１０に対する軸径測定が実施される。
【００３１】
なお、カバー１０４内にはマニピュレータ１０６が設けられており、軸径測定ステーションＳＴ１にて軸径が測定されたエンジンバルブ１０は、該マニピュレータ１０６の作用下に、梱包作業ステーションＳＴ２に移送された後に梱包される。
【００３２】
以上から諒解されるように、本実施の形態では、エンジンバルブ１０を機械加工ステーション（図示せず）から梱包作業ステーションＳＴ２に移送する途中で、該エンジンバルブ１０の軸径が測定される。すなわち、軸径は、エンジンバルブ１０を移送する最中においてインライン測定される。
【００３３】
軸径測定ステーションＳＴ１には、本実施の形態に係る軸径測定装置２０が配置される。エンジンバルブ１０の軸径は、この軸径測定装置２０によって測定される。
【００３４】
この軸径測定装置２０につき、以下、詳細に説明する。
【００３５】
図３及び図４は、それぞれ、軸径測定装置２０の要部概略斜視図、要部正面図である。この軸径測定装置２０は、脚部２１（図４参照）に支持され、且つ下端面に加熱手段としての第１ヒータ２２が設けられた基盤２３と、該基盤２３に立設された第１支持部材２４、第２支持部材２５、及び図示しない第３支持部材とを有する。この中の第１支持部材２４に第１固定測定子２６、第２固定測定子２８が設けられるとともに、第２支持部材２５に第１可動測定子３０、第２可動測定子３２が設けられる。さらに、第３支持部材には、押圧手段としての押圧シリンダ３４が設けられる。
【００３６】
第１支持部材２４は、水平方向に沿って延在する台部３６と、鉛直方向に沿って延在する柱状部３８とを有する。この中、柱状部３８の第２支持部材２５に臨む側の端面には、その高さ方向略中腹部及び上端部に、比較的幅広な第１突出部４０、幅狭な第２突出部４２がそれぞれ突出形成されている。略半円柱形状体である第１固定測定子２６、第２固定測定子２８は、これら第１突出部４０及び第２突出部４２の先端面に、台部３６の延在方向に対して略平行に延在するようにして設けられる。また、第１突出部４０と第２突出部４２の間には、固定着座部４６が設けられている。
【００３７】
第２支持部材２５も、水平方向に沿って延在する台部５０と、鉛直方向に沿って延在する柱状部５２とを有する。ただし、柱状部５２は、第１支持部材２４の柱状部３８に比してエンジンバルブ１０の流れ方向下流側に配設される。
【００３８】
また、柱状部５２の図１における表側端面には、第１進退用シリンダ５４、ストッパ用シリンダ５６、第２進退用シリンダ５８が下方からこの順序で位置決め固定されている。これら第１進退用シリンダ５４、ストッパ用シリンダ５６及び第２進退用シリンダ５８は、それぞれ、第２支持部材２５に対して接近又は離間する方向に個別に前進・後退動作することが可能な第１進退用ロッド６０、ストッパ用ロッド６２及び第２進退用ロッド６４を有する。
【００３９】
第１進退用ロッド６０及び第２進退用ロッド６４の先端には、それぞれ、第１スライダ６６、第２スライダ６８が連結される。これら第１スライダ６６、第２スライダ６８の先端面は、第１支持部材２４の第１突出部４０、第２突出部４２の各先端面に対向する。そして、第１スライダ６６及び第２スライダ６８の各先端面において、第１突出部４０、第２突出部４２に設けられた第１固定測定子２６、第２固定測定子２８に対向する位置には、第１可動測定子３０、第２可動測定子３２が設けられている。この場合、第１可動測定子３０及び第２可動測定子３２は略半円柱体形状をなし、第１固定測定子２６、第２固定測定子２８に対して略平行である。
【００４０】
ここで、第１可動測定子３０及び第２可動測定子３２は第１接触式センサ、第２接触式センサをそれぞれ構成しており、第１可動測定子３０、第２可動測定子３２が軸部１２に接触したときには、図示しない情報処理回路に対し、例えば、第１接触式センサ、第２接触式センサを構成する第１測定用ロッド７０、第２測定用ロッド７２の各ストローク量（前進動作距離）に関する情報が信号線７３ａ、７３ｂを介して送信される。前記情報処理回路は、この情報に基づいて、第１固定測定子２６と第１可動測定子３０との間の距離、及び第２固定測定子２８と第２可動測定子３２との間の距離を求める。
【００４１】
ストッパ用ロッド６２の先端には、停止手段としてのストッパ７４が設けられる。第１スライダ６６及び第２スライダ６８の表側端面同士が面一であるのに対し、該ストッパ７４の表側端面は、第１スライダ６６及び第２スライダ６８の表側端面に比してエンジンバルブ１０の流れ方向下流側に位置する。
【００４２】
ストッパ７４の表側端面には、略半円柱体形状の第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８が設けられる。これら第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８は、ストッパ用ロッド６２の延在方向に対して平行に、且つ第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８の延在方向に対して略直交する方向に延在する。
【００４３】
ストッパ７４において、第２支持部材２５に臨む先端面には、固定着座部４６に対向する位置に、可動着座部７９が設けられる。ストッパ用ロッド６２の最大ストロークは、可動着座部７９が固定着座部４６に当接する程度（図５参照）に設定されている。
【００４４】
第１支持部材２４と第２支持部材２５には、柱状部３８、５２の各上端部に連結されるようにして、補強アーム部材８０が橋架される。該補強アーム部材８０を介して第１支持部材２４と第２支持部材２５が互いに支持されることにより、これら第１支持部材２４及び第２支持部材２５の剛性が確保される。このため、該第１支持部材２４及び該第２支持部材２５が撓むことが抑制されるので、エンジンバルブ１０の軸径の測定精度を向上させることができる。
【００４５】
補強アーム部材８０の図４における上端面には、加熱手段としての第２ヒータ８１が設けられている。後述するように、前記第１ヒータ２２及び第２ヒータ８１は、エンジンバルブ１０の軸径が測定されている間、常時付勢される。
【００４６】
図示しない前記第３支持部材は、上記したように、押圧シリンダ３４を支持するためのものである。この押圧シリンダ３４は、互いに平行に延在する２本の押圧ロッド８２、８４と、これら押圧ロッド８２、８４の先端同士に橋架された位置決め板８６とを有する。
【００４７】
押圧シリンダ３４は、押圧ロッド８２、８４が、第１進退用ロッド６０、ストッパ用ロッド６２及び第２進退用ロッド６４の前進・後退方向に対して傾斜する方向に前進・後退するように設けられる。好ましくは、押圧ロッド８２、８４の前進・後退方向は、第１進退用ロッド６０、ストッパ用ロッド６２及び第２進退用ロッド６４の前進・後退方向に対して約４５°傾斜するとともに、第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８の延在方向に対して約４５°傾斜する。
【００４８】
なお、図３及び図４では、第１進退用ロッド６０、ストッパ用ロッド６２、第２進退用ロッド６４及び押圧ロッド８２、８４の全てが最大に後退した位置にある状態を示しているが、第１固定測定子２６、第２固定測定子２８、第１可動測定子３０及び第２固定測定子２８とエンジンバルブ１０との位置関係の理解を容易にするべく、図３には、エンジンバルブ１０を図示している。
【００４９】
軸径測定装置２０の近傍には、第４支持部材及び第５支持部材（いずれも図示せず）が設けられる。第４支持部材には、前記案内部材１００を支持する第１支持シリンダ９０が設けられ、一方、第５支持部材には、前記案内部材１０２を支持する第２支持シリンダ９４が設けられる。なお、案内部材１００、１０２は、図示しないシュータを構成し、機械加工ステーションから軸径測定装置２０までエンジンバルブ１０を案内する案内手段として機能する。
【００５０】
第１支持シリンダ９０及び第２支持シリンダ９４は、それぞれ、第１支持ロッド９６、第２支持ロッド９８を有する。案内部材１００、１０２は、これら第１支持ロッド９６、第２支持ロッド９８の各先端に連結された状態で、互いに所定距離で離間している。従って、前記第１支持ロッド９６と第２支持ロッド９８を互いに離間させる方向の外力が作用して第１支持ロッド９６、第２支持ロッド９８の推力を上回ると、案内部材１００、１０２の離間距離が大きくなる。
【００５１】
案内部材１００、１０２は、図３のＸ１からＸ２に向かうにつれて、鉛直上方から下方に指向して傾斜するように設けられている。従って、エンジンバルブ１０は、機械加工ステーションから軸径測定装置２０に到達するまで、その自重によって、傾斜した案内部材１００、１０２に沿って下降する。すなわち、Ｘ１はエンジンバルブ１０の流れ方向上流側であり、Ｘ２は下流側である。
【００５２】
本実施の形態に係る軸径測定装置２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、本実施の形態に係る軸径測定方法との関係で説明する。
【００５３】
はじめに、ＳＵＨ１１Ｍ等からなるワークに対して所定の成形加工、焼入れ・焼戻し等の熱処理、矯正加工、焼鈍処理等が施され、さらに、機械加工ステーションにて種々の研磨加工が施されることでエンジンバルブ１０が作製される。得られたエンジンバルブ１０は、シュータを構成する案内部材１００、１０２で湾曲部１６の近傍が挟持された状態で、案内部材１００、１０２に案内されながら軸径測定装置２０に移送される。この移送の際には、傘部１４を上方とし、且つ軸部１２の長手方向が鉛直方向に沿って延在する姿勢（起立状態）が保たれる。
【００５４】
エンジンバルブ１０が軸径測定装置２０に到達する前、第１進退用ロッド６０、ストッパ用ロッド６２、第２進退用ロッド６４、押圧ロッド８２、８４は全て、最大に後退した位置にある（図３及び図４参照）。また、第１ヒータ２２及び第２ヒータ８１が予め付勢されており、このため、軸径測定装置２０や、その周囲の温度は、室温以上、好ましくは４０℃程度で略一定となっている。
【００５５】
この状態から、図５に示すように、先ず、ストッパ用シリンダ５６が付勢されてストッパ用ロッド６２及びストッパ７４が前進動作する。ストッパ用ロッド６２が最大に前進すると、可動着座部７９が固定着座部４６に着座するとともに、第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８がエンジンバルブ１０の進路を遮る位置に到達する。
【００５６】
この状態が形成された直後、図６に示すように、エンジンバルブ１０が軸径測定装置２０に到達する。上記したように、第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８がエンジンバルブ１０の進路を遮る位置にあるので、エンジンバルブ１０は、これら第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８に軸部１２が当接することに伴って停止する。
【００５７】
なお、第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８が略半円柱形状であり、各々の側面は湾曲している。この湾曲した側面に対して略円柱形状である軸部１２が当接するので、第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８と軸部１２との当接は、点接触である。
【００５８】
次に、押圧シリンダ３４が付勢され、押圧ロッド８２、８４が、第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８の延在方向、第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８の延在方向のそれぞれに対し、好ましくは約４５°傾斜する方向に沿って前進動作する。その結果、図７に示すように、前進した位置決め板８６によってエンジンバルブ１０の軸部１２が押圧される。これにより、エンジンバルブ１０が第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８に若干変位し、これら第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８に当接する。この当接も、点接触である。略半円柱形状の第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８における湾曲した側面に対し、略円柱形状である軸部１２が当接するからである。
【００５９】
以上の動作が行われることにより、エンジンバルブ１０の軸部１２が、第１固定測定子２６、第２固定測定子２８、第１堰止部材７６、第２堰止部材７８及び位置決め板８６で挟持される。この挟持に伴って、軸部１２、ひいてはエンジンバルブ１０が位置決め固定される。
【００６０】
次に、第２進退用シリンダ５８が付勢される。これにより第２進退用ロッド６４及び第２スライダ６８が一体的に前進動作することに伴い、第２可動測定子３２が第２固定測定子２８に接近する方向に変位する。第２可動測定子３２が軸部１２に当接することにより、図８に示すように、軸部１２が第２固定測定子２８と第２可動測定子３２に挟まれる。なお、軸部１２に対する第２可動測定子３２の当接も、点接触である。略半円柱形状の第２可動測定子３２における湾曲した側面が、略円柱形状である軸部１２に対して当接するからである。
【００６１】
この当接の際、湾曲部１６の近傍が案内部材１００、１０２に挟持された状態のままであると、場合によっては、案内部材１００、１０２からエンジンバルブ１０に作用する反力によって、エンジンバルブ１０が鉛直上方に指向して若干変位する可能性がある。このような事態が発生した場合、軸部１２の測定位置を一定とすることが容易でなくなる。
【００６２】
そこで、本実施の形態では、軸部１２が第２固定測定子２８と第２可動測定子３２に挟まれたとき、軸部１２に対する挟持力によって、第１支持シリンダ９０の第１支持ロッド９６と第２支持シリンダ９４の第２支持ロッド９８を互いに離間させるようにしている。すなわち、第１支持ロッド９６、第２支持ロッド９８の推力は、前記挟持力に比して小さく設定されており、このため、第１支持ロッド９６、第２支持ロッド９８を互いに離間させる方向に作用する前記挟持力が軸部１２に加わったときには、案内部材１００、１０２が互いに離間する方向に変位する。これに伴って、湾曲部１６に対する案内部材１００、１０２の挟持が解かれ、結局、エンジンバルブ１０が案内部材１００、１０２から解放される。
【００６３】
従って、本実施の形態においては、案内部材１００、１０２からエンジンバルブ１０に反力が作用することが回避される。勿論、エンジンバルブ１０が鉛直上方に指向して若干変位することもない。このため、エンジンバルブ１０の軸径の測定が終了した後に新たなエンジンバルブ１０の軸径を測定する場合であっても、軸部１２の測定位置が相違することが回避される。換言すれば、測定位置を略一定とすることが可能となる。その結果、軸径が許容範囲内のエンジンバルブ１０であるか否かを判別することが容易となる。
【００６４】
第２スライダ６８が前進することに追従し、第２測定用ロッド７２が前進する。第２可動測定子３２が軸部１２に当接することによって停止すると、第２測定用ロッド７２も停止する。前進開始から停止に至るまでの第２測定用ロッド７２のストローク量に関する情報は、信号線７３ｂを介して図示しない前記情報処理回路に送られる。
【００６５】
前記情報処理回路は、この情報に基づき、第２固定測定子２８と第２可動測定子３２との間の距離、すなわち、軸部１２の軸径を求める。これにより、傘部１４の近傍の軸径が測定される。
【００６６】
次に、第２進退用ロッド６４が前進したままの状態で、図９に示すように、第１進退用シリンダ５４が付勢される。これにより第１進退用ロッド６０及び第１スライダ６６が一体的に前進動作し、これに追従して第１可動測定子３０が変位して第１固定測定子２６に接近する。
【００６７】
第１可動測定子３０は、軸部１２の下端部近傍に当接するまで前進する。すなわち、エンジンバルブ１０は、傘部１４の近傍が第２固定測定子２８と第２可動測定子３２に挟まれたまま、下端部近傍が第１固定測定子２６と第１可動測定子３０に挟まれる。軸部１２の下端部近傍に対する第１可動測定子３０の当接も、点接触である。略半円柱形状の第１可動測定子３０における湾曲した側面が、略円柱形状である軸部１２に対して当接するからである。
【００６８】
以上のように、第１堰止部材７６、第２堰止部材７８、第１固定測定子２６、第２固定測定子２８、第１可動測定子３０及び第２可動測定子３２はいずれも、軸部１２に対して点接触で当接する。従って、軸部１２に対して必要以上の押圧力が作用することが回避される。このため、軸部１２に歪が生じたり、この歪が軸径の測定値に影響を及ぼしたりすることを回避することができる。結局、正確な軸径を求めることが可能となる。
【００６９】
第１可動測定子３０が軸部１２に当接することによって停止すると、第１測定用ロッド７０も停止する。前進開始から停止に至るまでの第１測定用ロッド７０のストローク量に関する情報は、信号線７３ａを介して図示しない前記情報処理回路に送られる。
【００７０】
前記情報処理回路は、この情報に基づき、第１固定測定子２６と第１可動測定子３０との間の距離、すなわち、軸部１２の下端部近傍の軸径を求める。これにより、該下端部近傍の軸径が測定される。
【００７１】
以上のようにすることにより、エンジンバルブ１０がシュータの作用下に搬送されたときの姿勢を保ったまま、軸部１２における傘部１４の近傍、及び下端部近傍の軸径を測定することができる。すなわち、本実施の形態においては、エンジンバルブ１０の姿勢を変更する作業を行う必要がない。従って、エンジンバルブ１０の軸径を、インライン測定によって求めることが可能となる。
【００７２】
また、エンジンバルブ１０の姿勢を変更する作業を行う必要がないことから、軸径測定に要する時間が著しく短縮される。すなわち、軸径を効率よく求めることができる。
【００７３】
軸径が測定される間、第１ヒータ２２及び第２ヒータ８１が継続して付勢されているため、軸径測定装置２０や、その周囲の温度が、好ましくは約４０℃程度で略一定に保たれる。従って、軸径測定装置２０は、熱膨張を起こして体積が略一定となった状態で、エンジンバルブ１０の軸径を測定する。
【００７４】
すなわち、本実施の形態においては、夏季の昼間と冬季の夜間等、気温差が大きい場合であっても、軸径測定装置２０の熱膨張量を略一定とし、この状態で、エンジンバルブ１０の軸径を測定することができる。このため、軸径を測定する際の気温に依存して軸径測定装置２０の熱膨張量（体積）が相違することが回避されるので、季節や時間帯が異なっても、軸径を高精度に測定することができる。結局、軸径が許容範囲内であるか否かを略正確に判定することが可能となる。
【００７５】
軸径の測定が終了した後、図１０に示すように、第１支持ロッド９６及び第２支持ロッド９８が互いに接近する方向に前進動作する。これに伴い、案内部材１００、１０２が湾曲部１６の近傍を挟持する。その後、第１測定用ロッド７０、第２測定用ロッド７２が互いに離間する方向に後退動作し、その結果、軸部１２における傘部１４の近傍、及び下端部近傍が解放される。
【００７６】
さらに、押圧ロッド８２、８４が後退動作してエンジンバルブ１０が位置決め板８６の拘束から解かれる。最後に、ストッパ用ロッド６２が後退動作する。このため、軸部１２がストッパ７４から解放され、案内部材１００、１０２に案内されながら該案内部材１００、１０２の水平な終点に移動する。エンジンバルブ１０は、その後、上記したようにマニピュレータ１０６の作用下に梱包作業ステーションＳＴ２に移送され、梱包される。
【００７７】
以上のように、本実施の形態に係る軸径測定装置２０によれば、機械加工ステーションから梱包作業ステーションＳＴ２にエンジンバルブ１０を移送する最中に、該エンジンバルブ１０の軸径を測定することが可能である。すなわち、軸径につきインライン測定を行うことができる。従って、工業的規模で連続生産されるエンジンバルブ１０の軸径を順次測定する際に好適に用いることができる。
【００７８】
本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００７９】
例えば、カバー１０４内（図２参照）を恒温に維持することが可能である等、温度を略一定とすることが容易であるような場合には、加熱手段を設ける必要は特にない。また、例えば、加熱手段を設けることなく温度センサを設置し、エンジンバルブ１０の軸径測定時の周囲温度に基づいて軸径測定装置２０の熱膨張量を求め、この熱膨張量に基づいて、軸径の測定値を補正するようにしてもよい。
【００８０】
勿論、第１固定測定子２６と第１可動測定子３０間の熱膨張量、及び第２固定測定子２８と第２可動測定子３２間の熱膨張量を実測し、各々の実測値に基づいて軸径の測定値を補正することも可能である。
【００８１】
さらに、案内部材１００、１０２の傾斜が緩やかであるときや、案内部材１００、１０２が水平に延在するとき等では、第１可動測定子３０と第２可動測定子３２を同時に軸部１２に当接させるようにしてもよいし、上記した実施の形態とは逆に、第２可動測定子３２に先んじて第１可動測定子３０を軸部１２の下端部近傍に当接させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…エンジンバルブ １２…軸部
１４…傘部 ２０…軸径測定装置
２２、８１…ヒータ ２６、２８…固定測定子
３０、３２…可動測定子 ３４…押圧シリンダ
５４、５８…進退用シリンダ ５６…ストッパ用シリンダ
６０、６４…進退用ロッド ６２…ストッパ用ロッド
７０、７２…測定用ロッド ７４…ストッパ
７６、７８…堰止部材 ８２、８４…押圧ロッド
８６…位置決め板 ９０、９４…支持シリンダ
９６、９８…支持ロッド １００、１０２…案内部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンバルブの軸部の径（軸径）を測定する際に実施される軸径測定方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、エンジンバルブは軸部と傘部を有し、エンジンが運転されたときには、この中の軸部が往復動作するとともに、バルブシートに対して傘部が着座・離間を繰り返す。ここで、軸部は、バルブガイドに挿入された状態で前記の往復動作を行うので、該軸部には高い寸法精度が要求される。軸部の寸法精度が低い場合、バルブガイド又は軸部にかじり等が発生する一因となるからである。
【０００３】
以上のような観点から、特許文献１において、エンジンバルブの軸部の真直度及び真円度を求める装置が提案されている。この装置では、２個のＶブロックで支持された横臥状態のエンジンバルブに対し、２個のダイヤルゲージの各測定子が接触される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２６９３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジンバルブは、機械加工ステーションにて種々の機械加工が施された後、シュータを介して測定ステーションに移送される。この移送の際には、傘部を上方とし、且つ軸部の長手方向が鉛直方向に沿って延在する姿勢（起立状態）が保たれる。すなわち、前記シュータは１組の案内手段を有し、エンジンバルブは、該１組の案内手段に傘部が挟持されることで支持された状態となる。
【０００６】
これに対し、特許文献１記載の従来技術では、上記したようにエンジンバルブが横臥される。すなわち、移送の際とは姿勢が異なる。このことは、移送されたエンジンバルブを横臥する作業が必要となることを意味する。
【０００７】
以上から諒解されるように、特許文献１記載の従来技術には、移送されたエンジンバルブの軸径を自動的に測定する、いわゆるインライン測定を実施することが容易ではないという不具合が顕在化している。
【０００８】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、起立状態で移送されたエンジンバルブの軸径を自動的に測定することが容易であり、このため、インライン測定が可能であるエンジンバルブの軸径測定方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、傘部と軸部を有するエンジンバルブにおける前記軸部の径を、固定測定子、可動測定子、停止手段及び押圧手段を具備する軸径測定装置で測定するエンジンバルブの軸径測定方法であって、
前記停止手段を前進動作させ、前記傘部を支持する案内手段を介して起立状態で案内されて前記固定測定子が配設された位置に到達した前記エンジンバルブを前記停止手段に接触させることで停止する工程と、
前記押圧手段を前進動作させ、前記エンジンバルブの前記軸部を、該押圧手段、前記固定測定子、及び前記停止手段で挟持することで位置決め固定する工程と、
前記可動測定子を前進動作させ、位置決め固定された前記軸部を前記固定測定子と前記可動測定子とに接触させることで軸径を求める工程と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
すなわち、本発明においては、起立姿勢で搬送されたエンジンバルブの軸径を、当該起立姿勢を保ったままで測定するようにしている。このため、エンジンバルブの軸径を、インライン測定によって容易に求めることができる。
【００１１】
また、上記した従来技術のようにエンジンバルブの姿勢を変更するという煩雑な作業を行う必要がないので、軸径測定に要する時間が著しく短縮される。すなわち、軸径を効率よく求めることができる。
【００１２】
ここで、軸径測定装置は、若干ではあるが、気温の上昇・下降に対応して熱膨張・収縮を起こす。このため、同一寸法のエンジンバルブの軸径を測定する場合であっても、例えば、夏季の昼間と冬季の夜間では軸径が異なることになり、軸径を高精度に測定すること、すなわち、軸径が許容範囲内であるか否かを判定することが容易ではなくなる。
【００１３】
この不都合を回避するべく、周囲温度と、この周囲温度に基づく熱膨張量とを求め、この熱膨張量に基づいて、軸径の測定値を補正することが想起されるが、軸径測定装置を加熱し、温度を略一定に維持した状態で軸径を測定することが好適である。この場合、季節や時間帯に関わらず軸径測定装置の熱膨張量が略一定となるので、エンジンバルブの軸径の測定結果も略一定となる。このため、軸径が許容範囲内であるか否かを判定することが一層容易となるからである。
【００１４】
なお、固定測定子及び可動測定子の各々を２個用いるようにしてもよい。この場合、エンジンバルブの軸部中の２箇所の軸径を求めることが可能となる。従って、軸径の評価が一層正確となる。
【００１５】
軸部に対して固定測定子と可動測定子を接触させる際に、エンジンバルブを案内手段に支持した状態のままであると、場合によっては、案内部材からエンジンバルブに作用する反力が生じ、この反力によって、エンジンバルブが鉛直上方に指向して若干変位することもある。しかも、その変位量が一定であるとは限らない。従って、エンジンバルブの軸径を測定した後に別のエンジンバルブの軸径を測定するようなときに、軸部の測定位置を一定とすることが容易でなくなる。
【００１６】
そこで、軸部に対して固定測定子と可動測定子を接触させる際、エンジンバルブを案内手段から解放することが好ましい。これにより、上記したような事態が発生する懸念が払拭される。
【００１７】
また、本発明は、傘部と軸部を有するエンジンバルブにおける前記軸部の径を測定するためのエンジンバルブの軸径測定装置であって、
前進動作した際に、前記傘部を支持する案内手段を介して起立状態で案内された前記エンジンバルブに接触して該エンジンバルブを停止させる停止手段と、
停止された前記エンジンバルブに接触する位置に設けられた固定測定子と、
前進動作した際に、前記固定測定子及び前記停止手段とともに前記エンジンバルブの前記軸部に接触して前記エンジンバルブを位置決め固定する押圧手段と、
前進動作した際に、位置決め固定された前記軸部に接触する可動測定子と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
このような構成とすることにより、起立姿勢で搬送されたエンジンバルブの軸径を、当該起立姿勢を保ったままで測定することが可能となる。従って、エンジンバルブの軸径を、インライン測定によって容易に求めることができるようになる。また、この装置によれば、エンジンバルブの姿勢を変更する機構が不要であるので、構成が簡素となるとともに、軸径を迅速に測定することが可能である。
【００１９】
装置には、加熱手段を設けることが好ましい。これにより該装置の熱膨張量を略一定とすることができるので、軸径を一層正確に評価することができる。
【００２０】
また、固定測定子及び可動測定子をそれぞれ２個ずつ設け、軸部の２箇所に対して軸径を測定し得るようにすることにより、軸径を一層正確に評価することができるようになる。
【００２１】
さらに、エンジンバルブに対する案内手段の拘束力を、軸部が固定測定子と可動測定子とに接触した際にエンジンバルブが解放される大きさに設定することが好ましい。これにより、軸部に対して固定測定子と可動測定子が接触する際に、エンジンバルブを案内手段から解放することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、起立姿勢で搬送されたエンジンバルブの軸径を、当該起立姿勢を保ったままで測定するようにしているので、インライン測定によって軸径を容易に求めることができる。すなわち、エンジンバルブの軸径を自動的且つ連続的に測定することが可能であるので、エンジンバルブの軸径を迅速に測定することができる。
【００２３】
また、エンジンバルブの姿勢を変更する必要がないので、軸径測定装置の構成が簡素となる。その上、軸径測定に要する時間が著しく短縮されるので、軸径を効率よく求めることができる。
【００２４】
以上のことから、工業的規模の軸径測定に適切である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】起立状態にあるエンジンバルブの全体概略斜視図である。
【図２】起立状態のエンジンバルブを案内手段によって移送している状態を示す要部側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る軸径測定装置の要部概略斜視図である。
【図４】図３の軸径測定装置の要部正面図である。
【図５】図４からストッパが前進動作した状態を示す要部正面図である。
【図６】エンジンバルブが移送され、ストッパによって停止された状態を示す要部正面図である。
【図７】押圧シリンダの位置決め板によってエンジンバルブが押圧された状態を示す要部斜視図である。
【図８】図７から第２可動測定子が前進動作した状態を示す要部正面図である。
【図９】図８から第１可動測定子が前進動作した状態を示す要部正面図である。
【図１０】軸径測定が終了した後に第１可動測定子及び第２可動測定子が後退動作した状態を示す要部正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係るエンジンバルブの軸径測定方法につき、これを実施する軸径測定装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
先ず、エンジンバルブにつき、図１を参照して説明する。
【００２８】
図１に示されるように、エンジンバルブ１０は、略円柱体形状の軸部１２と、該軸部１２の一端部に設けられ且つ大径の傘部１４とを有する。この中の傘部１４が、図示しない自動車用エンジンを構成するシリンダヘッドの吸気口ないし排気口に設けられたバルブシートに着座・離間する。
【００２９】
傘部１４は、軸部１２に向かうにつれて略テーパー状に縮径し、最終的に、軸部１２と略同径となる。このため、傘部１４には、曲率半径が比較的大きな湾曲部１６が形成される。
【００３０】
このように構成されるエンジンバルブ１０は、例えば、ＳＵＨ１１Ｍからなるワークに対して所定の成形加工、焼入れ・焼戻し等の熱処理、矯正加工、焼鈍処理等を施し、さらに、種々の研磨加工を行うことによって製造される。その後、図２に示す案内部材１００、１０２（図３参照）を具備するシュータの作用下に、起立状態、すなわち、軸部１２が略鉛直方向に沿って延在し、且つ傘部１４が軸部１２の上方に位置する姿勢を保ちながら、カバー１０４（図２参照）内に設けられた軸径測定ステーションＳＴ１に移送される。この軸径測定ステーションＳＴ１において、該エンジンバルブ１０に対する軸径測定が実施される。
【００３１】
なお、カバー１０４内にはマニピュレータ１０６が設けられており、軸径測定ステーションＳＴ１にて軸径が測定されたエンジンバルブ１０は、該マニピュレータ１０６の作用下に、梱包作業ステーションＳＴ２に移送された後に梱包される。
【００３２】
以上から諒解されるように、本実施の形態では、エンジンバルブ１０を機械加工ステーション（図示せず）から梱包作業ステーションＳＴ２に移送する途中で、該エンジンバルブ１０の軸径が測定される。すなわち、軸径は、エンジンバルブ１０を移送する最中においてインライン測定される。
【００３３】
軸径測定ステーションＳＴ１には、本実施の形態に係る軸径測定装置２０が配置される。エンジンバルブ１０の軸径は、この軸径測定装置２０によって測定される。
【００３４】
この軸径測定装置２０につき、以下、詳細に説明する。
【００３５】
図３及び図４は、それぞれ、軸径測定装置２０の要部概略斜視図、要部正面図である。この軸径測定装置２０は、脚部２１（図４参照）に支持され、且つ下端面に加熱手段としての第１ヒータ２２が設けられた基盤２３と、該基盤２３に立設された第１支持部材２４、第２支持部材２５、及び図示しない第３支持部材とを有する。この中の第１支持部材２４に第１固定測定子２６、第２固定測定子２８が設けられるとともに、第２支持部材２５に第１可動測定子３０、第２可動測定子３２が設けられる。さらに、第３支持部材には、押圧手段としての押圧シリンダ３４が設けられる。
【００３６】
第１支持部材２４は、水平方向に沿って延在する台部３６と、鉛直方向に沿って延在する柱状部３８とを有する。この中、柱状部３８の第２支持部材２５に臨む側の端面には、その高さ方向略中腹部及び上端部に、比較的幅広な第１突出部４０、幅狭な第２突出部４２がそれぞれ突出形成されている。略半円柱形状体である第１固定測定子２６、第２固定測定子２８は、これら第１突出部４０及び第２突出部４２の先端面に、台部３６の延在方向に対して略平行に延在するようにして設けられる。また、第１突出部４０と第２突出部４２の間には、固定着座部４６が設けられている。
【００３７】
第２支持部材２５も、水平方向に沿って延在する台部５０と、鉛直方向に沿って延在する柱状部５２とを有する。ただし、柱状部５２は、第１支持部材２４の柱状部３８に比してエンジンバルブ１０の流れ方向下流側に配設される。
【００３８】
また、柱状部５２の図１における表側端面には、第１進退用シリンダ５４、ストッパ用シリンダ５６、第２進退用シリンダ５８が下方からこの順序で位置決め固定されている。これら第１進退用シリンダ５４、ストッパ用シリンダ５６及び第２進退用シリンダ５８は、それぞれ、第２支持部材２５に対して接近又は離間する方向に個別に前進・後退動作することが可能な第１進退用ロッド６０、ストッパ用ロッド６２及び第２進退用ロッド６４を有する。
【００３９】
第１進退用ロッド６０及び第２進退用ロッド６４の先端には、それぞれ、第１スライダ６６、第２スライダ６８が連結される。これら第１スライダ６６、第２スライダ６８の先端面は、第１支持部材２４の第１突出部４０、第２突出部４２の各先端面に対向する。そして、第１スライダ６６及び第２スライダ６８の各先端面において、第１突出部４０、第２突出部４２に設けられた第１固定測定子２６、第２固定測定子２８に対向する位置には、第１可動測定子３０、第２可動測定子３２が設けられている。この場合、第１可動測定子３０及び第２可動測定子３２は略半円柱体形状をなし、第１固定測定子２６、第２固定測定子２８に対して略平行である。
【００４０】
ここで、第１可動測定子３０及び第２可動測定子３２は第１接触式センサ、第２接触式センサをそれぞれ構成しており、第１可動測定子３０、第２可動測定子３２が軸部１２に接触したときには、図示しない情報処理回路に対し、例えば、第１接触式センサ、第２接触式センサを構成する第１測定用ロッド７０、第２測定用ロッド７２の各ストローク量（前進動作距離）に関する情報が信号線７３ａ、７３ｂを介して送信される。前記情報処理回路は、この情報に基づいて、第１固定測定子２６と第１可動測定子３０との間の距離、及び第２固定測定子２８と第２可動測定子３２との間の距離を求める。
【００４１】
ストッパ用ロッド６２の先端には、停止手段としてのストッパ７４が設けられる。第１スライダ６６及び第２スライダ６８の表側端面同士が面一であるのに対し、該ストッパ７４の表側端面は、第１スライダ６６及び第２スライダ６８の表側端面に比してエンジンバルブ１０の流れ方向下流側に位置する。
【００４２】
ストッパ７４の表側端面には、略半円柱体形状の第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８が設けられる。これら第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８は、ストッパ用ロッド６２の延在方向に対して平行に、且つ第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８の延在方向に対して略直交する方向に延在する。
【００４３】
ストッパ７４において、第２支持部材２５に臨む先端面には、固定着座部４６に対向する位置に、可動着座部７９が設けられる。ストッパ用ロッド６２の最大ストロークは、可動着座部７９が固定着座部４６に当接する程度（図５参照）に設定されている。
【００４４】
第１支持部材２４と第２支持部材２５には、柱状部３８、５２の各上端部に連結されるようにして、補強アーム部材８０が橋架される。該補強アーム部材８０を介して第１支持部材２４と第２支持部材２５が互いに支持されることにより、これら第１支持部材２４及び第２支持部材２５の剛性が確保される。このため、該第１支持部材２４及び該第２支持部材２５が撓むことが抑制されるので、エンジンバルブ１０の軸径の測定精度を向上させることができる。
【００４５】
補強アーム部材８０の図４における上端面には、加熱手段としての第２ヒータ８１が設けられている。後述するように、前記第１ヒータ２２及び第２ヒータ８１は、エンジンバルブ１０の軸径が測定されている間、常時付勢される。
【００４６】
図示しない前記第３支持部材は、上記したように、押圧シリンダ３４を支持するためのものである。この押圧シリンダ３４は、互いに平行に延在する２本の押圧ロッド８２、８４と、これら押圧ロッド８２、８４の先端同士に橋架された位置決め板８６とを有する。
【００４７】
押圧シリンダ３４は、押圧ロッド８２、８４が、第１進退用ロッド６０、ストッパ用ロッド６２及び第２進退用ロッド６４の前進・後退方向に対して傾斜する方向に前進・後退するように設けられる。好ましくは、押圧ロッド８２、８４の前進・後退方向は、第１進退用ロッド６０、ストッパ用ロッド６２及び第２進退用ロッド６４の前進・後退方向に対して約４５°傾斜するとともに、第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８の延在方向に対して約４５°傾斜する。
【００４８】
なお、図３及び図４では、第１進退用ロッド６０、ストッパ用ロッド６２、第２進退用ロッド６４及び押圧ロッド８２、８４の全てが最大に後退した位置にある状態を示しているが、第１固定測定子２６、第２固定測定子２８、第１可動測定子３０及び第２固定測定子２８とエンジンバルブ１０との位置関係の理解を容易にするべく、図３には、エンジンバルブ１０を図示している。
【００４９】
軸径測定装置２０の近傍には、第４支持部材及び第５支持部材（いずれも図示せず）が設けられる。第４支持部材には、前記案内部材１００を支持する第１支持シリンダ９０が設けられ、一方、第５支持部材には、前記案内部材１０２を支持する第２支持シリンダ９４が設けられる。なお、案内部材１００、１０２は、図示しないシュータを構成し、機械加工ステーションから軸径測定装置２０までエンジンバルブ１０を案内する案内手段として機能する。
【００５０】
第１支持シリンダ９０及び第２支持シリンダ９４は、それぞれ、第１支持ロッド９６、第２支持ロッド９８を有する。案内部材１００、１０２は、これら第１支持ロッド９６、第２支持ロッド９８の各先端に連結された状態で、互いに所定距離で離間している。従って、前記第１支持ロッド９６と第２支持ロッド９８を互いに離間させる方向の外力が作用して第１支持ロッド９６、第２支持ロッド９８の推力を上回ると、案内部材１００、１０２の離間距離が大きくなる。
【００５１】
案内部材１００、１０２は、図３のＸ１からＸ２に向かうにつれて、鉛直上方から下方に指向して傾斜するように設けられている。従って、エンジンバルブ１０は、機械加工ステーションから軸径測定装置２０に到達するまで、その自重によって、傾斜した案内部材１００、１０２に沿って下降する。すなわち、Ｘ１はエンジンバルブ１０の流れ方向上流側であり、Ｘ２は下流側である。
【００５２】
本実施の形態に係る軸径測定装置２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、本実施の形態に係る軸径測定方法との関係で説明する。
【００５３】
はじめに、ＳＵＨ１１Ｍ等からなるワークに対して所定の成形加工、焼入れ・焼戻し等の熱処理、矯正加工、焼鈍処理等が施され、さらに、機械加工ステーションにて種々の研磨加工が施されることでエンジンバルブ１０が作製される。得られたエンジンバルブ１０は、シュータを構成する案内部材１００、１０２で湾曲部１６の近傍が挟持された状態で、案内部材１００、１０２に案内されながら軸径測定装置２０に移送される。この移送の際には、傘部１４を上方とし、且つ軸部１２の長手方向が鉛直方向に沿って延在する姿勢（起立状態）が保たれる。
【００５４】
エンジンバルブ１０が軸径測定装置２０に到達する前、第１進退用ロッド６０、ストッパ用ロッド６２、第２進退用ロッド６４、押圧ロッド８２、８４は全て、最大に後退した位置にある（図３及び図４参照）。また、第１ヒータ２２及び第２ヒータ８１が予め付勢されており、このため、軸径測定装置２０や、その周囲の温度は、室温以上、好ましくは４０℃程度で略一定となっている。
【００５５】
この状態から、図５に示すように、先ず、ストッパ用シリンダ５６が付勢されてストッパ用ロッド６２及びストッパ７４が前進動作する。ストッパ用ロッド６２が最大に前進すると、可動着座部７９が固定着座部４６に着座するとともに、第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８がエンジンバルブ１０の進路を遮る位置に到達する。
【００５６】
この状態が形成された直後、図６に示すように、エンジンバルブ１０が軸径測定装置２０に到達する。上記したように、第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８がエンジンバルブ１０の進路を遮る位置にあるので、エンジンバルブ１０は、これら第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８に軸部１２が当接することに伴って停止する。
【００５７】
なお、第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８が略半円柱形状であり、各々の側面は湾曲している。この湾曲した側面に対して略円柱形状である軸部１２が当接するので、第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８と軸部１２との当接は、点接触である。
【００５８】
次に、押圧シリンダ３４が付勢され、押圧ロッド８２、８４が、第１堰止部材７６及び第２堰止部材７８の延在方向、第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８の延在方向のそれぞれに対し、好ましくは約４５°傾斜する方向に沿って前進動作する。その結果、図７に示すように、前進した位置決め板８６によってエンジンバルブ１０の軸部１２が押圧される。これにより、エンジンバルブ１０が第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８に若干変位し、これら第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８に当接する。この当接も、点接触である。略半円柱形状の第１固定測定子２６及び第２固定測定子２８における湾曲した側面に対し、略円柱形状である軸部１２が当接するからである。
【００５９】
以上の動作が行われることにより、エンジンバルブ１０の軸部１２が、第１固定測定子２６、第２固定測定子２８、第１堰止部材７６、第２堰止部材７８及び位置決め板８６で挟持される。この挟持に伴って、軸部１２、ひいてはエンジンバルブ１０が位置決め固定される。
【００６０】
次に、第２進退用シリンダ５８が付勢される。これにより第２進退用ロッド６４及び第２スライダ６８が一体的に前進動作することに伴い、第２可動測定子３２が第２固定測定子２８に接近する方向に変位する。第２可動測定子３２が軸部１２に当接することにより、図８に示すように、軸部１２が第２固定測定子２８と第２可動測定子３２に挟まれる。なお、軸部１２に対する第２可動測定子３２の当接も、点接触である。略半円柱形状の第２可動測定子３２における湾曲した側面が、略円柱形状である軸部１２に対して当接するからである。
【００６１】
この当接の際、湾曲部１６の近傍が案内部材１００、１０２に挟持された状態のままであると、場合によっては、案内部材１００、１０２からエンジンバルブ１０に作用する反力によって、エンジンバルブ１０が鉛直上方に指向して若干変位する可能性がある。このような事態が発生した場合、軸部１２の測定位置を一定とすることが容易でなくなる。
【００６２】
そこで、本実施の形態では、軸部１２が第２固定測定子２８と第２可動測定子３２に挟まれたとき、軸部１２に対する挟持力によって、第１支持シリンダ９０の第１支持ロッド９６と第２支持シリンダ９４の第２支持ロッド９８を互いに離間させるようにしている。すなわち、第１支持ロッド９６、第２支持ロッド９８の推力は、前記挟持力に比して小さく設定されており、このため、第１支持ロッド９６、第２支持ロッド９８を互いに離間させる方向に作用する前記挟持力が軸部１２に加わったときには、案内部材１００、１０２が互いに離間する方向に変位する。これに伴って、湾曲部１６に対する案内部材１００、１０２の挟持が解かれ、結局、エンジンバルブ１０が案内部材１００、１０２から解放される。
【００６３】
従って、本実施の形態においては、案内部材１００、１０２からエンジンバルブ１０に反力が作用することが回避される。勿論、エンジンバルブ１０が鉛直上方に指向して若干変位することもない。このため、エンジンバルブ１０の軸径の測定が終了した後に新たなエンジンバルブ１０の軸径を測定する場合であっても、軸部１２の測定位置が相違することが回避される。換言すれば、測定位置を略一定とすることが可能となる。その結果、軸径が許容範囲内のエンジンバルブ１０であるか否かを判別することが容易となる。
【００６４】
第２スライダ６８が前進することに追従し、第２測定用ロッド７２が前進する。第２可動測定子３２が軸部１２に当接することによって停止すると、第２測定用ロッド７２も停止する。前進開始から停止に至るまでの第２測定用ロッド７２のストローク量に関する情報は、信号線７３ｂを介して図示しない前記情報処理回路に送られる。
【００６５】
前記情報処理回路は、この情報に基づき、第２固定測定子２８と第２可動測定子３２との間の距離、すなわち、軸部１２の軸径を求める。これにより、傘部１４の近傍の軸径が測定される。
【００６６】
次に、第２進退用ロッド６４が前進したままの状態で、図９に示すように、第１進退用シリンダ５４が付勢される。これにより第１進退用ロッド６０及び第１スライダ６６が一体的に前進動作し、これに追従して第１可動測定子３０が変位して第１固定測定子２６に接近する。
【００６７】
第１可動測定子３０は、軸部１２の下端部近傍に当接するまで前進する。すなわち、エンジンバルブ１０は、傘部１４の近傍が第２固定測定子２８と第２可動測定子３２に挟まれたまま、下端部近傍が第１固定測定子２６と第１可動測定子３０に挟まれる。軸部１２の下端部近傍に対する第１可動測定子３０の当接も、点接触である。略半円柱形状の第１可動測定子３０における湾曲した側面が、略円柱形状である軸部１２に対して当接するからである。
【００６８】
以上のように、第１堰止部材７６、第２堰止部材７８、第１固定測定子２６、第２固定測定子２８、第１可動測定子３０及び第２可動測定子３２はいずれも、軸部１２に対して点接触で当接する。従って、軸部１２に対して必要以上の押圧力が作用することが回避される。このため、軸部１２に歪が生じたり、この歪が軸径の測定値に影響を及ぼしたりすることを回避することができる。結局、正確な軸径を求めることが可能となる。
【００６９】
第１可動測定子３０が軸部１２に当接することによって停止すると、第１測定用ロッド７０も停止する。前進開始から停止に至るまでの第１測定用ロッド７０のストローク量に関する情報は、信号線７３ａを介して図示しない前記情報処理回路に送られる。
【００７０】
前記情報処理回路は、この情報に基づき、第１固定測定子２６と第１可動測定子３０との間の距離、すなわち、軸部１２の下端部近傍の軸径を求める。これにより、該下端部近傍の軸径が測定される。
【００７１】
以上のようにすることにより、エンジンバルブ１０がシュータの作用下に搬送されたときの姿勢を保ったまま、軸部１２における傘部１４の近傍、及び下端部近傍の軸径を測定することができる。すなわち、本実施の形態においては、エンジンバルブ１０の姿勢を変更する作業を行う必要がない。従って、エンジンバルブ１０の軸径を、インライン測定によって求めることが可能となる。
【００７２】
また、エンジンバルブ１０の姿勢を変更する作業を行う必要がないことから、軸径測定に要する時間が著しく短縮される。すなわち、軸径を効率よく求めることができる。
【００７３】
軸径が測定される間、第１ヒータ２２及び第２ヒータ８１が継続して付勢されているため、軸径測定装置２０や、その周囲の温度が、好ましくは約４０℃程度で略一定に保たれる。従って、軸径測定装置２０は、熱膨張を起こして体積が略一定となった状態で、エンジンバルブ１０の軸径を測定する。
【００７４】
すなわち、本実施の形態においては、夏季の昼間と冬季の夜間等、気温差が大きい場合であっても、軸径測定装置２０の熱膨張量を略一定とし、この状態で、エンジンバルブ１０の軸径を測定することができる。このため、軸径を測定する際の気温に依存して軸径測定装置２０の熱膨張量（体積）が相違することが回避されるので、季節や時間帯が異なっても、軸径を高精度に測定することができる。結局、軸径が許容範囲内であるか否かを略正確に判定することが可能となる。
【００７５】
軸径の測定が終了した後、図１０に示すように、第１支持ロッド９６及び第２支持ロッド９８が互いに接近する方向に前進動作する。これに伴い、案内部材１００、１０２が湾曲部１６の近傍を挟持する。その後、第１測定用ロッド７０、第２測定用ロッド７２が互いに離間する方向に後退動作し、その結果、軸部１２における傘部１４の近傍、及び下端部近傍が解放される。
【００７６】
さらに、押圧ロッド８２、８４が後退動作してエンジンバルブ１０が位置決め板８６の拘束から解かれる。最後に、ストッパ用ロッド６２が後退動作する。このため、軸部１２がストッパ７４から解放され、案内部材１００、１０２に案内されながら該案内部材１００、１０２の水平な終点に移動する。エンジンバルブ１０は、その後、上記したようにマニピュレータ１０６の作用下に梱包作業ステーションＳＴ２に移送され、梱包される。
【００７７】
以上のように、本実施の形態に係る軸径測定装置２０によれば、機械加工ステーションから梱包作業ステーションＳＴ２にエンジンバルブ１０を移送する最中に、該エンジンバルブ１０の軸径を測定することが可能である。すなわち、軸径につきインライン測定を行うことができる。従って、工業的規模で連続生産されるエンジンバルブ１０の軸径を順次測定する際に好適に用いることができる。
【００７８】
本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００７９】
例えば、カバー１０４内（図２参照）を恒温に維持することが可能である等、温度を略一定とすることが容易であるような場合には、加熱手段を設ける必要は特にない。また、例えば、加熱手段を設けることなく温度センサを設置し、エンジンバルブ１０の軸径測定時の周囲温度に基づいて軸径測定装置２０の熱膨張量を求め、この熱膨張量に基づいて、軸径の測定値を補正するようにしてもよい。
【００８０】
勿論、第１固定測定子２６と第１可動測定子３０間の熱膨張量、及び第２固定測定子２８と第２可動測定子３２間の熱膨張量を実測し、各々の実測値に基づいて軸径の測定値を補正することも可能である。
【００８１】
さらに、案内部材１００、１０２の傾斜が緩やかであるときや、案内部材１００、１０２が水平に延在するとき等では、第１可動測定子３０と第２可動測定子３２を同時に軸部１２に当接させるようにしてもよいし、上記した実施の形態とは逆に、第２可動測定子３２に先んじて第１可動測定子３０を軸部１２の下端部近傍に当接させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…エンジンバルブ １２…軸部
１４…傘部 ２０…軸径測定装置
２２、８１…ヒータ ２６、２８…固定測定子
３０、３２…可動測定子 ３４…押圧シリンダ
５４、５８…進退用シリンダ ５６…ストッパ用シリンダ
６０、６４…進退用ロッド ６２…ストッパ用ロッド
７０、７２…測定用ロッド ７４…ストッパ
７６、７８…堰止部材 ８２、８４…押圧ロッド
８６…位置決め板 ９０、９４…支持シリンダ
９６、９８…支持ロッド １００、１０２…案内部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
傘部と軸部を有するエンジンバルブにおける前記軸部の径を、固定測定子、可動測定子、停止手段及び押圧手段を具備する軸径測定装置で測定するエンジンバルブの軸径測定方法であって、
前記停止手段を前進動作させ、前記傘部を支持する案内手段を介して起立状態で案内されて前記固定測定子が配設された位置に到達した前記エンジンバルブを前記停止手段に接触させることで停止する工程と、
前記押圧手段を前進動作させ、前記エンジンバルブの前記軸部を、該押圧手段、前記固定測定子、及び前記停止手段で挟持することで位置決め固定する工程と、
前記可動測定子を前進動作させ、位置決め固定された前記軸部を前記固定測定子と前記可動測定子とに接触させることで軸径を求める工程と、
を有することを特徴とするエンジンバルブの軸径測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の測定方法において、前記軸径測定装置を加熱した状態で軸径を求めることを特徴とするエンジンバルブの軸径測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の測定方法において、前記固定測定子及び前記可動測定子をそれぞれ２個用い、前記軸部中の２箇所の軸径を求めることを特徴とするエンジンバルブの軸径測定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定方法において、前記軸部を前記固定測定子と前記可動測定子とに接触させる際、前記エンジンバルブを前記案内手段から解放することを特徴とするエンジンバルブの軸径測定方法。
【請求項５】
傘部と軸部を有するエンジンバルブにおける前記軸部の径を測定するためのエンジンバルブの軸径測定装置であって、
前進動作した際に、前記傘部を支持する案内手段を介して起立状態で案内された前記エンジンバルブに接触して該エンジンバルブを停止させる停止手段と、
停止された前記エンジンバルブに接触する位置に設けられた固定測定子と、
前進動作した際に、前記固定測定子及び前記停止手段とともに前記エンジンバルブの前記軸部に接触して前記エンジンバルブを位置決め固定する押圧手段と、
前進動作した際に、位置決め固定された前記軸部に接触する可動測定子と、
を備えることを特徴とするエンジンバルブの軸径測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の測定装置において、加熱手段をさらに備えることを特徴とするエンジンバルブの軸径測定装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の測定装置において、前記固定測定子及び前記可動測定子をそれぞれ２個有することを特徴とするエンジンバルブの軸径測定装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の測定装置において、前記エンジンバルブに対する前記案内手段の拘束力が、前記軸部が前記固定測定子と前記可動測定子とに接触した際に前記エンジンバルブが解放される大きさに設定されたことを特徴とするエンジンバルブの軸径測定装置。
【請求項１】
傘部と軸部を有するエンジンバルブにおける前記軸部の径を、固定測定子、可動測定子、停止手段及び押圧手段を具備する軸径測定装置で測定するエンジンバルブの軸径測定方法であって、
前記停止手段を前進動作させ、前記傘部を支持する案内手段を介して起立状態で案内されて前記固定測定子が配設された位置に到達した前記エンジンバルブを前記停止手段に接触させることで停止する工程と、
前記押圧手段を前進動作させ、前記エンジンバルブの前記軸部を、該押圧手段、前記固定測定子、及び前記停止手段で挟持することで位置決め固定する工程と、
前記可動測定子を前進動作させ、位置決め固定された前記軸部を前記固定測定子と前記可動測定子とに接触させることで軸径を求める工程と、
を有することを特徴とするエンジンバルブの軸径測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の測定方法において、前記軸径測定装置を加熱した状態で軸径を求めることを特徴とするエンジンバルブの軸径測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の測定方法において、前記固定測定子及び前記可動測定子をそれぞれ２個用い、前記軸部中の２箇所の軸径を求めることを特徴とするエンジンバルブの軸径測定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定方法において、前記軸部を前記固定測定子と前記可動測定子とに接触させる際、前記エンジンバルブを前記案内手段から解放することを特徴とするエンジンバルブの軸径測定方法。
【請求項５】
傘部と軸部を有するエンジンバルブにおける前記軸部の径を測定するためのエンジンバルブの軸径測定装置であって、
前進動作した際に、前記傘部を支持する案内手段を介して起立状態で案内された前記エンジンバルブに接触して該エンジンバルブを停止させる停止手段と、
停止された前記エンジンバルブに接触する位置に設けられた固定測定子と、
前進動作した際に、前記固定測定子及び前記停止手段とともに前記エンジンバルブの前記軸部に接触して前記エンジンバルブを位置決め固定する押圧手段と、
前進動作した際に、位置決め固定された前記軸部に接触する可動測定子と、
を備えることを特徴とするエンジンバルブの軸径測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の測定装置において、加熱手段をさらに備えることを特徴とするエンジンバルブの軸径測定装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の測定装置において、前記固定測定子及び前記可動測定子をそれぞれ２個有することを特徴とするエンジンバルブの軸径測定装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の測定装置において、前記エンジンバルブに対する前記案内手段の拘束力が、前記軸部が前記固定測定子と前記可動測定子とに接触した際に前記エンジンバルブが解放される大きさに設定されたことを特徴とするエンジンバルブの軸径測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１２７６６５（Ｐ２０１２−１２７６６５Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６６４７（Ｐ２０１０−２７６６４７）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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